化工热力学课后作业完整答案(学生版).doc

习题 第1章 绪言 一、是否题 孤立体系的热力学能和熵都是一定值。(和，如一体积等于2V的绝热刚性容器，被一理想的隔板一分为二，左侧状态是T，P的理想气体，右侧是T温度的真空。当隔板抽去后，由于Q＝W＝0，，，，故体系将在T，2V，0.5P状态下达到平衡，，，） 封闭体系的体积为一常数。。在尚未达到平衡时，两个相都是均相敞开体系；达到平衡时，则两个相都等价于均相封闭体系。（对） 理想气体的焓和热容仅是温度的函数。 理想气体的熵和吉氏函数仅是温度的函数。， P=P(T，)的自变量中只有一个强度性质，，。 封闭体系的1mol气体进行了某一过程，，，T1和T2，；同样，对于初、终态压力相等的过程有。（对。状态函数的变化仅决定于初、终态与途径无关。） 描述封闭体系中理想气体绝热可逆途径的方程是（其中），，，。。 T的1mol理想气体从(Pi，Vi)(Pf，Vf)，(以V表示)或 (以P表示)。 1mol理想气体(已知)，P1和V1可逆地变化至P2， A 等容过程的 W= 0 ，Q=，U=，H= 。 B W=，Q=，U=，H=。 C W=，Q=，U=，H=。 1000cm3液体水膨胀1cm3， 0.101325J；1cm2，J (水的表张力是72erg cm-2)。 1MPa=106Pa=10bar=9.8692atm=7500.62mmHg 1kJ=1000J=238.10cal=9869.2atm cm3=10000bar cm3=1000Pa m3。 普适气体常数R=8.314MPa cm3 mol-1 K-1=83.14bar cm3 mol-1 K-1=8.314 J mol-1 K-1 =1.980cal mol-1 K-1。 四、计算题 一个绝热刚性容器，总体积为Vt，温度为T，被一个体积可以忽略的隔板分为A、B两室。两室装有不同的理想气体。突然将隔板移走，使容器内的气体自发达到平衡。计算该过程的Q、W、和最终的T和P。设初压力是（a）两室均为P0；（b）左室为P0，右室是真空。 解：（a） (b) 常压下非常纯的水可以过冷至0℃以下。-5℃的水由于受到干扰而开始结晶，，。333.4J g-1和水在0～-5℃之间的热容为4.22J g-1 K-1。 解：以1克水为基准，即 由于是等压条件下的绝热过程，即，或 某一服从P（V-b）=RT状态方程（b是正常数）的气体，在从1000b等温可逆膨胀至2000b，所做的功应是理想气体经过相同过程所做功的多少倍？ 解： 对于为常数的理想气体经过一绝热可逆过程， ，，，的理想气体，? 以上a、b、c为常数。 一个0.057m3气瓶中贮有的1MPa和294K的高压气体通过一半开的阀门放入一个压力恒定为0.115MPa的气柜中，0.5MPa时，。() (a)气体流得足够慢以至于可视为恒温过程； (b)气体流动很快以至于可忽视热量损失（假设过程可逆，绝热指数）。a）等温过程 mol (b)绝热可逆过程，终态的温度要发生变化 K mol 五、图示题 下图的曲线Ta和Tb是表示封闭体系的1mol理想气体的两条等温线，5623是两等压线，64和31是两等容线，1231和4564中的W是相同的，而且Q也是相同的。 4-5-6-4循环， 所以 和 第2章Ｐ－Ｖ－Ｔ关系和状态方程 一、是否题 纯物质由蒸汽变成固体，必须经过液相。（错。如可以直接变成固体。） 纯物质由蒸汽变成液体，必须经过冷凝的相变化过程。（错。可以通过超临界流体区。） 当压力大于临界压力时，。 由于分子间相互作用力的存在，实际气体的摩尔体积一定小于同温同压下的理想气体的摩尔体积，所以，理想气体的压缩因子Z=1，Z1。（错。如温度大于Boyle温度时，Z＞1。） 理想气体的虽然与P无关，但与V有关。（对。因。） 纯物质的饱和液体的摩尔体积随着温度升高而增大，。 纯物质的三相点随着所处的压力或温度的不同而改变。 在同一温度下，纯物质的饱和液体与饱和蒸汽的热力学能相等。 在同一温度下，纯物质的饱和液体与饱和蒸汽的吉氏函数相等。 若一个状态方程能给出纯流体正确的临界压缩因子，那么它就是一个优秀的状态方程。（错。） 纯物质的平衡汽化过程， 气体混合物的virial系数，B，C，。 三参数的对应态原理较两参数优秀，。normal fluid） 在压力趋于零的极限条件下，。(r等，与所处的状态无关。) 二、选择题 指定温度下的纯物质，，(C。参考P－V图上的亚临界等温线。) 饱和蒸汽 超临界流体 过热蒸汽 T温度下的过冷纯液体的压力P（A。参考P－V图上的亚临界等温线。） = T温度下的过热纯蒸汽的压力P（B。参考P－V图上的亚临界等温线。）